船舶通信装备技术专业虚拟仿真建设探究.pdf

第 11 卷 第 3 期Vol.11,No.3CBZYJY2023 年 5 月DOI:10.16850/ki.21-1590/g4.2023.03.012收稿日期：2022-07-05基金项目：渤海船舶职业学院 2022 年度立项课题作者简介：蔡新梅（1979），女，黑龙江集贤人，教授，硕士，研究方向：电子通信。Exploration on the Construction of Virtual Simulation for ShipCommunication Equipment Technology Specialty船舶通信装备技术专业虚拟仿真建设探究摘要：为了提高职业院校教学质量，理论教学和技能教学要双管齐下。在技能实践教学过程中，有效使用虚拟仿真实训设备可以减少设备的成本和损坏概率，且学生可以多次练习，提高学生的实践技能水平。船舶通信装备技术专业虚拟仿真实训平台的建设顺应了职业教育的发展需求，有效地解决了固定地点和固定时间学习的局限性，充分调动了学生学习的积极性，提高了学习效果。关键词：虚拟仿真；船舶通信装备；实践教学中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：2095-5928（2023）03-36-04渤海船舶职业学院，辽宁 兴城 125105蔡新梅CAI XinmeiBohai Shipbuilding Vocational College,Xingcheng 125105,ChinaAbstract:In order to improve the teaching quality of higher vocational colleges,both theory teaching and skillteaching should be carried out simultaneously.In the process of skill practice teaching,the effective use of virtualsimulation training equipment can reduce the cost of equipment and the probability of damage,and students canpractice many times to improve the level of practical skills.The construction of virtual simulation training platform forship communication equipment technology specialty conforms to the development demand of vocational education,effectively solves the limitation of fixed place and fixed time learning.It fully arouses students enthusiasm for learningand improves the effect of learning.Key words:virtual simulation;ship communication equipment;practical teaching教育信息化 2.0 行动计划 职业教育提质培优行动计划（2020-2023 年）等文件指出，要积极推进“互联网+”教育，坚持信息技术与教育教学深度融合的核心理念，坚持应用驱动和机制创新的基本方针，建立健全教育信息化可持续发展机制，构建网络化、数字化、智能化、个性化、终身化的教育体系，建设人人皆学、处处能学、时时可学的学习型社会，实现更加开放、更加适合、更加人本、更加平等、可持续发展的教育，真正走出一条有中国特色的教育信息化发展之路1，推动我国教育信息化整体水平走在世界前列。职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设指南 指出，要不断提升虚拟现实和人工智能等新一代信息技术在实训教学中的应用水平，将信息技术和实训设施深度融合，建设具有感知性、沉浸性、交互性、智能性的虚拟仿真实训教学场所，构建以实带虚、以虚助实、虚实结合的虚拟仿真实训系统，配置相应的虚拟仿真实训设备，有效解决实训教学过程中的“三高三难”（高投入、高损耗、高风险及难实施、难观摩、难再现）痛点和难点。船 舶 职 业 教 育SHIPBUILDING VOCATIONAL EDUCATION教 学 改 革Teaching Reform36第 11 卷 第 3 期Vol.11,No.3CBZYJY2023 年 5 月1 船舶通信装备技术专业建设虚拟仿真实训平台的必要性虚拟仿真实训平台的建设目的是模拟真实场景和设备，在教学过程中充分发挥其作用，对教学和学习有一定的帮助。1.1 能够解决设备昂贵和设备数量的问题船舶通信装备技术专业所使用的设备分为两大类，一类是船舶外部通信设备；一类是船舶导航设备。主要包括船用甚高频电台、中高频组合电台、卫星通信 C 站、卫星通信 F 站、VSAT、航行告警接收机、气象传真机、SART、EPIRB等通信设备，以及 GPS、雷达、测深仪、计程仪、VDR、罗经、船舶自动识别系统和电子海图等导航设备。在船舶企业和航运企业中，这些设备几乎均为进口设备。为了实现教学与企业的无缝衔接，专业实训室应该采购当前社会上常用的设备，但这些设备价格不菲；另外，实训室设备要成一定规模，目前，一个班级大约有 30 人，要实现教学过程中人手一台设备，在资金投入方面存在一定困难；所有的设备都应与时俱进，不断发展，所以即使是当年最好的设备，几年后也会被淘汰。因此采用虚拟仿真设备可以有效解决上述问题2。1.2 能够解决实训过程中设备和耗材的损耗问题高等职业技术院校所培养的学生是高素质技术技能型人才，学生不但要有良好的理论知识，还要具有良好的动手能力3。目前船舶通信装备技术专业所培养的学生进入企业后主要从事的是船舶电气设备安装与调试工作，这就要求实训过程中要对现有的实训设备进行拆装。拆装过程主要是对已安装好的设备进行拆解和装备，接口和各种线之间的连接也是拆装的一部分，另外由于拆装过程中，接口部件会有损坏，这也是一笔不小的实训开支，利用虚拟设备进行拆装练习，可降低实训耗材的损耗。1.3 能够解决实训时间的问题由于资金和设备价格等问题的影响，一般学校的实训设备不会太多，以渤海船舶职业学院（以下简称“我院”）为例，每年进行通导实训的学生约为 460 人，在执行新的人才培养方案情况下，要求学生的技能教学课时比例达到 50%，这就导致实训室利用率非常高，平均分配给每个学生的实训时间有限，学生在课上时间内无法把实训内容全部完成4。如果采用虚拟仿真进行教学，能够完全解决时间不充裕的问题。另外，虚拟仿真实训设备的使用也可以突破地域的限制，学生可以对设备进行虚拟操作，弥补实训教学环节的不足。2 船舶通信装备技术专业虚拟仿真实训平台建设的主要内容2.1 虚拟仿真实训平台建设船舶通导设备虚拟仿真实训平台是我院船舶智能制造虚拟仿真实训基地的一部分袁 虚拟仿真实训平台可以满足校内外学习者的要求袁 同时也可以进行考工培训遥2.1.1 仿真终端建设船舶通导设备虚拟仿真实训平台设计主要依靠现有实训室设备或船舶企业和航运公司所使用的实际设备袁 保证虚拟设备与真实设备的功能一致袁 满足教学需求遥 主要的仿真终端有 GMDSS通信设备尧 GPS尧 雷达尧 测深仪尧 计程仪尧VDR尧 罗经尧 船舶自动识别系统和电子海图等导航设备遥 仿真过程要真实袁 各仿真设备运行参数要随着船舶的不同状态而变化袁 操作过程要与真实设备一致袁 体现实训教学的特点遥2.1.2 管理平台建设管理平台主要针对校内学习者尧 校外学习者尧 教师和管理员四种类型的用户遥 平台设计登录入口袁 不同的用户登录可进入不同的界面和后台链接遥 校内学习者登陆可以进入虚拟仿真实训操作界面袁 后台保存操作记录和考试评分袁 以便学生了解自己的学习情况5遥 校外学习者登录后可以进行选修和有针对性的学习袁 学习内容要设置权限袁 满足条件后可对虚拟设备进行操作袁 如果是与其他学校联合办学袁 学分互换袁 可以正常进入学习系统进行学习袁 系统记录学习过程和成绩遥 教师登录平台后可以了解不同层次学生学习状况袁 也可以进行在线答疑和指导遥教 学 改 革Teaching Reform船舶通信装备技术专业虚拟仿真建设探究37第 11 卷 第 3 期Vol.11,No.3CBZYJY2023 年 5 月2.1.3 资源建设每一个设备都应配备实训指导手册袁 指导手册要针对每一个设备的不同操作进行详细说明袁学生可以根据上传至平台的指导手册在线进行阅读学习袁 了解设备安装和操作过程遥 学生在操作虚拟仿真设备时，如果遇到问题可以向教师进行在线求助，也可以根据操作导航进行操作。对于每一个操作过程制作操作视频或动画，方便学习者学习6。2.2 虚拟仿真教师团队建设虚拟仿真教师团队要集合行业、企业专家和兼职教师、老中青的专业教师、信息技术教师、运营管理等人员。行业、企业人员可以对虚拟仿真平台实训设备操作进行专业指导，他们更了解当前设备的变化情况和用户的需求，设备总是不断地推陈出新，通过他们的指导，能够及时对新的虚拟仿真设备进行开发，保证高等职业教育与企业需求的无缝链接。虚拟仿真实训平台的建设目的是更好地服务于学生，因此需要老中青专业教师，实现教学的传帮带，集思广益，改进教学方法和教学内容，提高自身的教学能力，以保障教学质量。信息技术人员可以在虚拟仿真实训平台运行过程中进行各种数据分析，了解学生学习状况，如果虚拟设备设计不合理，信息技术人员也可以加以改进和完善，还可以对教学团队进行培训，提升整个教学团队的信息化技术水平。运营管理人员可以把虚拟仿真实训平台进行社会推广，建立建设和使用制度，保证虚拟仿真实训平台能够更好地服务于社会。虚拟仿真资源建成后要充分利用，教师要充分掌握信息技术，转变传统教学观念，进行教法改革，将虚拟仿真资源与学生的实践能力培养有机融合，提升学生的实践技能。充分开发实训项目，对社会学员和考工学员进行培训，完成实践技能培训和考核，提高虚拟仿真资源的社会服务能力和利用率。3 虚拟仿真实训平台应用虚拟仿真实训平台是对实际设备的有效补充，如果实训室里的实训设备出现故障、数量不足或损耗大，可以考虑使用虚拟仿真实训平台。3.1 校内教学应用3.1.1 课前准备环节教师可以进行线上线下理实一体化教学，通过对船舶通信和导航课程进行整合，并调整课时，保证每次课兼具理论和实践。课前教师要充分备课，在网络教学平台布置学生需要学习的知识点，让学生对所要学习的课程进行充分预习。学生应充分利用虚拟仿真实训平台和实训资源，掌握理论基础知识的同时提升实践技能。3.1.2 课中教学环节讲课前教师要对学生进行提问，了解学生对知识点的掌握程度，从而更有目的地进行教学。另外在整个教学过程中要融入课程思政，尤其是要融入工匠精神，培养学生的综合素质，了解当前的职业动态和岗位能力需求，此过程可设为 1学时。教学过程中，教师以企业岗位能力需求为切入点，讲解理论知识，同时充分利用虚拟仿真实训平台，让学生更好地了解设备的操作和拆装过程，学生可以通过手机终端或电脑终端进行操作练习。练习过程中教师可以进行操作演示，学生也可以通过说明书自行学习，但教师要提出操作要求，学生进行充分练习后可以进行在线考试，通过虚拟设备操作考试后的学生才能进行下一步训练。学生如果虚拟设备操作考试不合格，就要重新进行虚拟实训，一直到合格为止。整个虚拟实训过程中，采取以学生为主导，教师为辅导的教学模式，学生有问题可以通过云平台进行在线咨询，也可以通过教师进行指导，整个过程为 2学时。经过虚拟仿真操作考试合格的学生才能进入真实设备操作过程，在这一过程中，教师首先要做好人身安全教育，说明设备操作的注意事项，指导学生安全用电，如不要频繁开关机、不要拉扯线路、不要用手触碰开盖后的设备内部等，保证设备的使用寿命